Главная arrow книги arrow Копия Глава 25. Робототехника arrow Обобщающая архитектура
Обобщающая архитектура

Идея компоновки контроллеров роботов из автоматов AFSM весьма заманчива. Достаточно представить себе, насколько сложно было бы выработать такое же поведение с использованием любого из алгоритмов планирования пути в пространстве конфигураций, описанных в предыдущем разделе. Прежде всего, потребовалось бы точная модель местности. Пространство конфигураций робота с шестью ногами, каждая из которых приводится в действие двумя отдельными двигателями, имеет общее количество измерений, равное восемнадцати (двенадцать измерений для конфигурации ног и шесть для локализации и ориентации робота относительно его среды). Даже если бы применяемые компьютеры были достаточно быстродействующими для того, чтобы обеспечить поиск путей в таких многомерных пространствах, все равно нельзя было бы избавиться от необходимости учитывать такие неприятные ситуации, как скольжение робота по склону. Из-за таких стохастических эффектов единственный найденный путь через пространство конфигураций был бы наверняка слишком трудновыполнимым, и с возможными непредвиденными ситуациями не помог бы справиться даже PID-контроллер. Иными словами, задача выработки поведения, определяющего движение с помощью алгоритмических расчетов, слишком сложна для современных алгоритмов планирования движения робота.

К сожалению, обобщающая архитектура также не лишена недостатков. Во-первых, автоматы AFSM обычно действуют под управлением непосредственно полученных сенсорных входных данных. Такая организация работы оправдывает себя, если сенсорные данные надежны и содержат всю необходимую информацию для принятия решения, но становится неприемлемой, если есть необходимость агрегировать сенсорные данные, полученные за определенные промежутки времени, с помощью нетривиальных способов. Поэтому контроллеры обобщающего типа в основном применяются для решения локальных задач, таких как прохождение вдоль стены или движение к видимым источникам света. Во-вторых, из-за отсутствия средств выполнения алгоритмических расчетов изменение задания для робота становится затруднительным. Робот обобщающего типа обычно выполняет только одно задание, и нет такого способа, который позволил бы модифицировать его средства управления таким образом, чтобы он приспособился к выполнению других задач управления (в этом роботы такого типа полностью аналогичны навозному жуку, о котором речь шла на с. 1). Наконец, в работе контроллеров обобщающего типа трудно разобраться. На практике возникают такие запутанные взаимодействия десятков одновременно функционирующих автоматов AFSM (и со средой), что большинство программистов не в состоянии их проанализировать. По всем этим причинам, несмотря на свою огромную историческую важность, обобщающая архитектура редко используется в коммерческой робототехнике. Но для некоторых ее потомков судьба сложилась иначе.